人工知能 (AI) の需要が増加し 電力密度の向上により データセンターは前例のない熱管理課題に直面しています過熱を防止しながら,性能と効率を最適化するために,リアルタイムで正確な温度モニタリングが必要です.これらの検出ソリューションは,高感度デバイスの急速な変化の熱負荷に対応し,正確で応答性があり,堅牢でなければなりません.
この記事では,現代のAIデータセンター設計者が直面する熱管理課題を調査し,エアコンを含む様々な冷却システムの詳細な分析を提供します.浸水冷却熱管理のソリューションですEPCOS (TDK) の負気温係数 (NTC) 熱電極ソリューションを導入し,これらのソリューションを熱管理の課題に対処するためにどのように活用するか説明します..
なぜAIデータセンターは 熱管理に新たな課題をもたらすのか?
グラフィック処理ユニット (GPU) やテンソール処理ユニット (TPU) などのAIハードウェアは,通常,伝統的な中央処理ユニット (CPU) よりもはるかに多くの電力を消費する.したがって,AIを中心としたデータセンターは,比較的高い電力密度と集中したホットスポットを持っています伝統的な冷却方法を使って管理するのが難しい.
さらに悪いことに,人工知能の作業負荷はしばしば大きく変化し,強化訓練や推論作業中に,熱負荷は急速に上昇する可能性があります.適切な熱管理が行われなければ,これらの状況では性能が低下する可能性があります.計画外のダウンタイムや ハードウェアの加速の劣化
この新しい需要を満たすために,データセンターではより高度な冷却方法が採用されなければなりません.直接チップ冷却は一般的な冷却方法です.この技術は冷却パイプ,冷却プレート,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,冷却器,熱交換器や,CPUなどの高電力装置と直接接続するさらに,浸水冷却方法も選択できます.これは,サーバー全体を導電性のない液体に浸すことを意味します.
空調も様々な改良を受けている.例えば,コンピュータルーム全体のエアコンシステムに基づいてゾーン冷却を提供することができます.つまり,リアルタイムで地元の過熱問題に対応します.
これらの冷却システムの特殊条件は異なるが,それらはすべて温度モニタリングの需要を拡大し,より迅速な対応を促している.この記事では,直接接続されたチップ冷却システムを例として使用します. 各ターゲットチップは,温度基準が維持されることを確認するために,ヒートシンクセンサーを装備する必要があります.パイプラインに搭載されたセンサーを通して冷却液の流入を監視する必要があります.システムの効率的な動作を確保するために,冷却液配送装置と熱交換器に他のセンサーを設置する必要があります..
データセンターアプリケーションにおけるNTC熱istorセンサーの利点
NTCサーミストアは,これらのすべての要件を満たすことができます. 名前から示唆されるように,NTCセンサーの抵抗は,温度上昇とともに減少します.これは,保護用金属またはエポキシ樹脂の殻に閉じ込められた,熱感受性のある小型のオキシドセラミック要素によって達成されます..
図1は25°Cで2〜5kΩのノーマル抵抗を持つ熱電極の典型的な温度抵抗曲線を示しています.図に示すように,抵抗が大きいほど,抵抗の変化を測定しやすくなるため,高温アプリケーションに適した温度電極.
典型的な温度抵抗曲線グラフ
図1: 25°Cで2k Ωから5k Ωの名値を持つ熱電阻の典型的な温度抵抗曲線 (画像源:EPCOS (TDK))
NTCサーミストルがAIデータセンターにもたらす利点には
高精度で迅速な応答:わずかな温度変化に非常に敏感で,熱質量が小さいため,応答速度は速い.これらの機能により,NTC熱電池は,AIデータセンターの急激に変動する熱需要に効果的に対応できます..
耐久性 と 安定性: 頑丈 な 材料 で 作ら れ て いる の で,長期 に 優れた 耐久性 と わずかな 耐久性 を 備わっ て いる.この安定性により,保守の必要性が最小限に抑えられ,予期せぬ停止時間の危険性が最大限に軽減されます..
コンパクトサイズと柔軟な設置: サイズが小さいため,空間が限られたデバイス密集型データセンター環境に簡単に統合できます.様々な形状を備えています.人工知能データセンターの冷却システムの様々なニーズを満たすことができる.
EPCOS NTC サーミストールシリーズは,これらの利点を完全に体現しています.この製品シリーズは,ラジエーターとパイプライン,水中冷却システム,空気処理装置の監視ソリューションを含みます.
熱吸収器に設置されたNTC温度計を用いた高出力部品の監視
GPU や TPU などの高性能プロセッサは,パフォーマンスを維持し過熱を防ぐために厳格な熱モニタリングを必要とする.B57703M0103G040 (図2) は,熱槽に直接設置するために使用されます.この螺旋固定センサーは,NTC熱電極を金属タグのハウシングに収納し,リング耳が突出しています.
EPCOS B57703M0103G040 ループターミナル・サーミストール
図2:B57703M0103G040リング・ジャンクション・サーミストールは,高電力プロセッサの熱吸収器の正確な温度モニタリングを実現できます. (画像源:EPCOS (TDK))
固定センサーの設計は便利で重要で,熱吸収器の表面と良好な熱結合と一貫した接触圧を保証します.負荷が急激に変化すると熱抵抗を軽減し,測定精度を向上させる.
このセンサーは,温度+70°Cで1万時間の長期安定性試験に合格し,AIデータセンターのワークロードで一般的にみられる高温条件で使用できます.+25 °Cでセンサーの定数抵抗は10 k Ωです温度制御システムの高温測定と正確なフィードバックのための信頼性の高い基盤を提供します.
液体冷却パイプラインのモニタリング NTC サーミストアを使用して
液体冷却システムでは,適切な温度で冷却液を継続的に供給する必要があります.B58100A0506A000 (図3) は,パイプラインに迅速に設置できる10k ΩのNTC熱istorであり,冷却液供給ラインのモニタリングに理想的な選択です.この鋳造部品は,直径18mmから19mmのパイプに直接固定され,または異なる設置状況に応じて他のサイズのパイプに適応することができます.組み込みの凸コンタクトは,モニタリング機器に直接接続することができます.